EP0089063A2 - Verfahren und Einrichtung zur Überwachung einer PCM-Codier-/Decodiereinrichtung - Google Patents

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EP0089063A2
EP0089063A2 EP83102565A EP83102565A EP0089063A2 EP 0089063 A2 EP0089063 A2 EP 0089063A2 EP 83102565 A EP83102565 A EP 83102565A EP 83102565 A EP83102565 A EP 83102565A EP 0089063 A2 EP0089063 A2 EP 0089063A2
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test signal
sample
analog
hold circuit
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/14Monitoring arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a PCM coding / decoding device with an analog / digital converter and a multiplex device connected upstream thereof on the transmitting side and with a digital / analog converter and a demultiplexing device connected downstream thereof on the receiving side, in which A digital test signal is inserted into a time slot of the PCM received signal that is not used for the transmission of telephone signals, which is fed to the analog / digital converter after the digital-analog conversion via a sample and hold circuit and the multiplexer and after the conversion a comparison with the transmitted digital test signal.
  • a PCM coding / decoding device, or codec for short is known from "telcom report 2", 1979, supplement “Digital transmission technology”, pages 41 to 45.
  • the telephone signals of several channels are converted into a digital multiplex signal and transmitted.
  • the incoming code words are converted into analog signals and again divided into different channels using a demultiplexer.
  • internal, independent monitoring of the coding and decoding process is common.
  • a test signal runs through the corresponding circuit parts of a multiplex device and the recovered signal is compared with the original one. This involves monitoring by looping in the digital Level as well as monitoring by looping in the analog level is known.
  • the sampling and holding circuit is followed by a smoothing circuit.
  • the hold jumps - that is, the settling processes during the scanning - become smaller, but the smoothing circuit can also lead to inaccuracies.
  • the object of the invention is to provide a method for monitoring a PCM codec which works with great accuracy and can be implemented with little circuitry.
  • the object is achieved in that the same analog Test signal is sampled several times in succession by the sample and hold circuit, that during a subsequent multiplex pulse frame, the sample and hold circuit does not sample and that the digital test signal is evaluated at the output of the analog / digital converter after a safety time range after the last sample operation analog test signal during the duration of a multiplex pulse frame.
  • the safety time range avoids inaccuracies in the evaluation of the analog test signal which result from the fact that the analog test signal is evaluated at the output of the sample and hold circuit when hold jumps occur at the input of the sample and hold circuit due to sampling processes.
  • the test signal is faded into a time slot that is not used for the transmission of telephone signals or other data for a subscriber, such as the identifier time slot.
  • each analog test signal is sampled three times in succession by the sample and hold circuit.
  • test signals with successive amplitude levels are provided.
  • the sample and hold circuit only has to be reloaded to the next higher or lower value.
  • FIGS. 1 and 2 An embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the monitoring device shown in FIG. 1 contains a digital / analog converter 2 on the receiving side, to which a digital time-division multiplex signal is fed via the input 10. After conversion into analog voltage values, this time-division multiplex signal is divided by a demultiplexing device 5 onto the channels K1 to K30. On the transmission side, 30 channels K1 'to K30' are fed via an multiplexing device 6 to an analog / digital converter 3, at whose output 20 the time-division multiplex signal is emitted.
  • the monitoring device also contains a monitoring controller 1, which is part of a control circuit at the receiving end.
  • the monitoring controller 1 contains an actual controller 14 which controls a digital test signal generator 11, a comparator 12, a receiving circuit 13 and the switch 41 of a sample and hold circuit 4.
  • An output of the digital test signal generator 11 is also fed to the digital / analog converter.
  • the digital test signal that is emitted lies at the comparator 12 to which the returned digital test signal DT 'is fed from the analog / digital converter 3 via the receiving circuit 13.
  • the sample and hold circuit is located on the input side at the output of the digital / analog converter 2 and on the output side at an input of the multiplexing device 6.
  • the sampling circuit contains a conventional storage capacitor 42 and an amplifier 43.
  • the received digital time-division multiplex signal here contains, in addition to thirty 8-bit time periods for 30 channels to be transmitted, two further time periods in which a frame identifier or identifier are transmitted.
  • the digital / analog converter 2 is supplied with a digital test signal DT. This passes as an analog test signal AT to the input of the sample and hold circuit 4. ' The same analog test signal is sampled three times in succession by the sample and hold circuit 4, as can be seen from FIG. 2.
  • the clock T SW indicates the closure of the switch 41 of the sample and hold circuit. Every fourth bar is hidden. This clock is identified by an asterisk in FIG. 2.
  • a safety time range T O is still waited until the analog test signal AT 'at the output of the scanning and holding circuit is evaluated. This point in time is indicated in FIG. 2 by a synchronous pulse I SY .
  • the analog test signal AT ' is fed to the analog / digital converter 3 during the flag time slot.
  • Circuit details which do not belong to the invention and which relate to the evaluation and display of the frame identification word and the data in the identification time slot are not shown for reasons of clarity.
  • the monitoring controller 1 can be constructed with commercially available components.
  • a conventional 8-bit memory module serves as the receiving circuit, an up / down counter is suitable as a digital test signal generator, the digital comparator is also a commercially available module, and the controller 14 can also be constructed with conventional modules.
  • the monitoring control is part of an integrated receive module. It is of course also possible to use a microprocessor.

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Abstract

Bei diesem Verfahren wird ein digitales Testsignal (DT) in das empfangene Zeitmultiplexsignal anstelle des Kennzeichenabschnitts eingeblendet. Nach der Digital-/Analog-Umsetzung in empfangsseitigen Digital-/Analog-Umsetzer (2) wird das nunmehr analoge Testsignal (AT) über eine Abtast- und Halteschaltung (4) und eine Multiplexeinrichtung (6) dem sendeseitigen Analog-/Digital-Umsetzer (3) zugeführt. Der Abtast- und Halteschaltung (4) wird jeweils dasselbe Testsignal mehrmals zugeführt, dann wird ein Abtastvorgang ausgeblendet und während des entstehenden von Hold-Sprüngen freien Zeitraumes wird das analoge Testsignal (AT') am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung ausgewertet. Nach der Analog-/Digital-Umsetzung erfolgt ein Vergleich mit dem ausgesendeten digitalen Testsignal (DT) in einer Überwachungssteuerung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer PCM-Codier-/Decodiereinrichtung mit einem Analog-/ Digital-Umsetzer und einer diesem vorgeschalteten Multiplexeinrichtung auf der Sendeseite und mit einem Digital-/Analog-Umsetzer und einer diesem nachgeschalteten Demultiplexeinrichtung auf der Empfangsseite, bei dem in einem nicht der Übertragung von Fernsprechsignalen dienenden Zeitschlitz des PCM-Empfangssignals ein digitales Testsignal eingefügt ist, das nach der Digital-Analog-Umsetzung über eine Abtast- und Halteschaltung und den Multiplexer dem Analog-/Digital-Umsetzer zugeführt und nach der Umsetzung einem Vergleich mit dem ausgesendeten digitalen Testsignal unterzogen wird.
  • Aus dem "telcom report 2", 1979, Beiheft "Digital- Übertragungstechnik", Seiten 41 bis 45, ist eine PCM-Codier-/Decodiereinrichtung, kurz Codec genannt, bekannt. Hierbei werden die Fernsprechsignale mehrerer Kanäle in ein digitales Multiplexsignal umgewandelt und ausgesendet. Auf der Empfangsseite werden die ankommenden Codewörter in Analogsignale umgesetzt und über einen Demultiplexer wieder auf verschiedene Kanäle aufgeteilt. Für ein PCM-Codec ist eine interne, selbständige Überwachung des Codier- und des Decodiervorganges üblich. Hierbei werden die entsprechenden Schaltungsteile eines Multiplexgeräte von einem Prüfsignal durchlaufen und das zurückgewonnene Signal mit dem ursprünglichen verglichen. Hierbei ist sowohl eine Überwachung durch Schleifenbildung in der digitalen Ebene als auch eine Überwachung durch Schleifenbildung in der analogen Ebene bekannt.
  • Da nun der Sendeteil (Codierer) eines Multiplexers im allgemeinen nicht synchron zum Empfangsteil (Decodierer) betrieben wird und auch im synchronen Betriebsfall keine bestimmte Phasenlage garantierbar ist, sind geeignete Synchronisiermaßnahmen bzw. Taktanpassungsmaßnahmen vorzusehen. Während der notwendige Synchronisieraufwand auch bei einer Schleifenbildung in der analogen Ebene in die integrierten Steuerbausteine verlagert werden konnte, blieb die Schleifenbildung ein zeitkritisches Problem, da die analogen Prüfsignale auf der Empfangsseite im Rahmen des Zeitmultiplexrahmens ausgesendet wurden und auf der Sendeseite in dem entsprechenden Zeitmultiplexrahmen weiterverarbeitet werden mußten. Um diesem Zeitproblem zu entgehen, wird zwischen dem analogen Ausgang der Empfangsseite und dem analogen Eingang der Sendeseite eine Abtast- und Halteschaltung eingefügt. Über diese Abtast- und Halteschaltung werden Tsstsignale übertragen. Um zu verhindern, daß dieAbtastvorgänge des Testsignals durch den sendeseitigen Abtastschalter zeitlich in die Holdsprünge des empfangsseitigen Abtastvorganges fallen, ist der Abtast- und Halteschaltung eine Glättungsschaltung nachgeschaltet. Die Holdsprünge - also die Einschwingvorgänge bei der Abtastung - werden zwar geringer, durch die Glättungsschaltung kann es jedoch ebenfalls zu Ungenauigkeiten kommen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung für einen PCM-Codec anzugeben, das mit großer Genauigkeit arbeitet und mit geringem Schaltungsaufwand realisierbar ist.
  • Ausgehend vom einleitend beschriebenen Stand der Technik, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dasselbe analoge Testsignal mehrmals aufeinanderfolgend von der Abtast-und Halteschaltung abgetastat wird, daß während eines darauffolgenden Multiplexpulsrahmens keine Abtastung durch die Abtast- und Halteschaltung erfolgt und daß die Auswertung des digitalen Testsignals am Ausgang des Analog-/Digital-Umsetzers nach einem Sicherheitszeitbereich nach dem letzten Abtastvorgang desselben analogen Testsignals während der Zeitdauer eines Multiplexpulsrahmens erfolgt.
  • Dieses Vorhaben führt zu einer einfachen Überwachungsschaltung. Es sind weder aufwendige Synchronisiereinrichtungen noch zusätzliche Glättungsschaltungen erforderlich. Durch den Sicherheitszeitbereich werden Ungenauigkeiten bei der Auswertung des analogen Testsignals vermieden, die dadurch entstehen, daß das analoge Testsignal am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung dann ausgewertet wird, wenn gleichzeitig am Eingang der Abtast- und Halteschaltung Hold-Sprünge durch Abtastvorgänge entstehen. Das Testsignal wird in einen Zeitschlitz eingeblendet, der nicht der Übertragung von Fernsprechsignalen oder sonstiger Daten für einen Teilnehmer dient, wie beispielsweise der Kennzeichen-Zeitschlitz.
  • Es ist vorteilhaft, daß jedes analoge Testsignal dreimal aufeinanderfolgend von der Abtast- und Halteschaltung abgetastet wird.
  • Bereits nach dreimaligem Anlegen desselben analogen Prüfsignals an den Eingang der Abtast- und Halteschaltung reicht die Genauigkeit für eine Überprüfung aus.
  • Es ist vorteilhaft, daß Testsignale mit aufeinanderfolgenden Amplitudenstufen vorgesehen sind.
  • Dadurch, daß sich die Amplituden des analogen Testsignals treppenförmig ändern, muß die Abtast- und Halteschaltung jeweils nur auf den nächsthöheren bzw. nächstniedrigeren Wert umgeladen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Überwachungseinrichtung und
    • Fig. 2 ein dazugehöriges Zeitdiagramm.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Überwachungseinrichtung enthält auf der Empfangsseite einen Digital-/Analog-Umsetzer2,dem über den Eingang 10 ein digitales Zeitmultiplexsignal zugeführt wird. Nach der Umsetzung in analoge Spannungswerte wird dieses Zeitmultiplexsignal durch eine Demultiplexeinrichtung 5 auf die Kanäle K1 bis K30 aufgeteilt. Auf der Sendeseite werden 30 Kanäle K1' bis K30' über eine Multiplexeinrichtung 6 einen Analog-/Digital-Umsetzer 3 zugeführt, an dessen Ausgang 20 das sendeseitige Zeitmultiplexsignal abgegeben wird. Die Überwachungseinrichtung enthält noch eine Überwachungssteuerung 1, die Teil eines empfangsseitigen Steuerschaltkreises ist. Die Überwachungssteuerung 1 enthält eine eigentliche Steuerung 14, die einen digitalen Testsignalgenerator 11, einen Vergleicher 12, eine Empfangsschaltung 13 und den Schalter 41 einer Abtast- und Halteschaltung 4 steuert. Ein Ausgang des digitalen Testsignalgenerators 11 ist ebenfalls dem Digital-/Analog-Umsetzer zugeführt. Gleichzeitig liegt das abgegebene digitale Testsignal an dem Vergleicher 12 an, der über die Empfangsschaltung 13 das zurückgeführte digitale Testsignal DT' von dem Analog-/Digital-Umsetzer 3 zugeführt wird. Die Abtast- und Halteschaltung liegt hierbei eingangsseitig an dem Ausgang des Digital-/Analog-Umsetzers 2 und ausgangsseitig auf einem Eingang der Multiplexeinrichtung 6. Die Abtastschaltung enthält einen üblichen Speicherkondensator 42 und einen Verstärker 43.
  • Das empfangene digitale Zeitmultiplexsignal enthält hier außer dreißig 8-Bit-Zeitabschnitten für 30 zu übertragende Kanäle zwei weitere Zeitabschnitte, in denen ein Rahmenkennungswort bzw. Kennzeichen übertragen werden. Anstelle der empfangenen Daten im Kennzeichen-Zeitschlitz wird dem Digital-/Analog-Umsetzer 2 ein digitales Testsignal DT zugeführt. Dieses gelangt als analoges Testsignal AT auf den Eingang der Abtast-und Halteschaltung 4.' Dasselbe analoge Testsignal wird dreimal hintereinander von der Abtast- und Halteschaltung 4 abgetastet, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der Takt TSW, gibt die Schließung des Schalters 41 der Abtast- und Halteschaltung an. Jeder vierte Takt ist ausgeblendet. Dieser Takt ist durch ein Sternchen in Fig. 2 gekennzeichnet. War der Speicherkondensator 42 auf einen Spannungswert uC1 aufgeladen, so-erreicht er nach einem dreimaligen Abtastvorgang seinen neuen Spannungswert UC2. Dieser Spannungswert bleibt bis zu einem neuen Abtastvorgang nach zwei Zeitmultiplexrahmen gespeichert. Dann wird der Speicherkondensator 42 auf den neuen Spannungswert uC3 aufgeladen. Nach dem dritten Abtastvorgang einer Abtastfolge wird noch ein Sicherheitszeitbereich TO abgewartet, bis das analoge Testsignal AT' am Ausgang der Abtast- und Halteschaltung ausgewertet wird. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 2 durch einen Synchronimpuls ISY angedeutet. Während der Zeitdauer eines Multiplexpulsrahmens T1, der frei von Hold-Sprüngen ist, wird das analoge Testsignal AT' dem Analog-/Digital-Umsetzer 3 während des Kennzeichen-Zeitschlitzes zugeführt. Dieser setzt das analoge Testsignal AT' wieder in ein digitales Testsignal DT' um und gibt es an die Empfangsschaltung 13 der Überwachungssteuerung 1 weiter, die nach dem Sicherheitszeitbereich TO aufnahmebereit ist. Ergibt sich in dem Vergleicher 12 eine unzulässige Abweichung des geschleiften digitalen Testsignals DT' vom ausgesendeten digitalen Testsignal DT, so erfolgt eine Fehlermeldung am Ausgang 15 des Vergleichers.
  • Nicht zur Erfindung gehörende Schaltungsdetails, die das Auswerten und Einblenden des Rahmenkennungswortes und der Daten im Kennzeichen-Zeitschlitz betreffen, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
  • Die Überwachungssteuerung 1 kann mit handelsüblichen Bauteilen aufgebaut werden. Als Empfangsschaltung dient ein üblicher 8-Bit-Speicherbaustein, als digitaler Testsignalgenerator eignet sich ein Vorwärts-/Rückwärts-zähler, der digitale Vergleicher ist ebenfalls ein handelsüblicher Baustein und die Steuerung 14 kann ebenfalls mit herkömmlichen Bausteinen aufgebaut werden. In einer praktischen Ausführung ist die Überwachungssteuerung Teil eines integrierten Empfangsbausteines. Es ist natürlich ebenfalls möglich, einen Mikroprozessor einzusetzen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Überwachung einer PCM-Codier-/Decodiereinrichtung mit einem Analog-/Digital-Umsetzer und einer diesem vorgeschalteten Multiplexeinrichtung auf der Sendeseite und mit einem Digital-/Analog-Umsetzer und einer diesem nachgeschalteten Demultiplexeinrichtung auf der Empfangsseite, bei dem in einem nicht der Übertragung von Fernsprechsignalen dienenden Zeitschlitz des PCM-Empfangssignals ein digitales Testsignal eingefügt ist, das nach der Digital-/Analog-Umsetzung über eine Abtast- und Halteschaltung und den Multiplexer dem Analog-/Digital-Umsetzer zugeführt und nach der Umsetzung einem Vergleich mit dem ausgesendeten digitalen Testsignal unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß dasselbe analoge Testsignal (AT) mehrmals aufeinanderfolgend von der Abtast- und Halteschaltung (4) abgetastet wird, daß während eines darauffolgenden Multiplexpulsrahmens keine Abtastung durch die Abtast- und Halteschaltung (4) erfolgt und daß die Auswertung des digitalen Testsignals (DTf) am Ausgang des Analog-/Digital-Umsetzers (3) nach einem Sicherheitszeitbereich (TO) nach dem letzten Abtastvorgang desselben analogen Testsignals (AT) während der Zeitdauer (T1) eines Multiplexpulsrahmens erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes analoge Testsignal (AT) dreimal aufeinanderfolgend von der Abtast-und Halteschaltung (4) abgetastet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Testsignale (DT, AT) mit aufeinanderfolgenden Amplitudenstufen vorgesehen sind.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Digital-/Analog-Umsetzer (2) auf der Empfangsseite, dessen Ausgang mit einer Demultiplexeinrichtung (5) und einer Abtast- und Halteschaltung (4) verbunden ist, mit einem Analog-/ Digital-Umsetzer auf der Sendeseite, dem eine Multiplexeinrichtung (6), der auch der Ausgang der Abtast- und Halteschaltung zugeführt ist, vorgeschaltet ist, und mit einer Überwachungssteuerung (1), die außer einer Steuerung (14) eines digitalen Testsignalgenerators (11) eine Empfangsschaltung (13) und einen digitalen Vergleicher (12) enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (14) nach mehrmaligem Abtasten desselben analogen Testsignals (AT) durch die Abtast- und Halteschaltung (4) während des folgenden Multiplexpulsrahmens den Abtastvorgang unterdrückt und daß die Abtast- und Halteschaltung (4) außer einem Speicherkondensator (42) keine weiteren Glättungsschaltungen enthält.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß als digitaler Testsignalgenerator (11) ein Vorwärts-/Rückwärts-Zähler vorgesehen ist.
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